Астрономы обнаружили «неправильную» галактику без темной материи

Астрономы впервые обнаружили галактику, в которой почти полностью отсутствует темная материя, говорится в статье в журнале Nature. Это исключительное открытие, так как принято считать, что галактики содержат больше темной материи, чем барионной, из которой состоят звезды, планеты и другие объекты.

Впервые теория о существовании скрытого вещества во Вселенной была выдвинута еще в 30-е годы прошлого века. Американский астрофизик Фрид Цвикки измерял скорость движения галактик в скоплении Волосы Вероники вокруг общего центра масс и заметил, что она гораздо выше, чем можно было бы ожидать, исходя из наблюдаемой суммарной массы скопления. Ученый предположил, что есть еще какая-то скрытая масса, которую он назвал Dunkle Materie или темная материя.

В 70-е годы существование темной материи окончательно подтвердилось. Астроном Вера Рубин измеряла скорости вращения расположенных на периферии звезд вокруг галактического центра. Согласно закону Кеплера, скорость должна убывать от центра галактики к окраинам обратно пропорционально квадратному корню их расстояния до центра, однако она оставалась почти постоянной даже на весьма значительном удалении. Объяснить результаты можно было лишь одним способом: плотность вещества не убывает ближе к периферии, а остается постоянной. Причем невидимой материи в таких галактиках должно быть примерно в десятки раз больше, чем обычного вещества. 

Сегодня считается, что формирование галактик запускает именно темная материя. Она притягивает барионное вещество, из которого впоследствии рождаются звезды, планеты и другие известные объекты. Однако теперь группа астрономов под руководством Питера Ван Доккума (Pieter van Dokkum) из Йельского университета открыла объект, где темное вещество почти полностью отсутствует. 

Новая галактика, получившая название NGC1052-DF2 или DF2 расположена в 61 миллионах световых лет от Земли в созвездии Кита и была обнаружена оптическим телескопом Dragonfly Telephoto Array. Несмотря на то, что по размеру DF2 схожа с Млечным Путем, в ней намного меньше звезд — примерно 0,005 от общего числа в нашей галактике. Таким образом, астрономы отнесли ее к классу ультрадиффузных галактик, которые сегодня не считаются редкостью.

Затем исследователи измерили скорость движения десяти структур в галактике, которые напоминали шаровые скопления. Она оказалась намного меньшей, чем предсказывают современные теории. На основе скорости движения объектов, астрономы оценили общую массу галактики, которая оказалась равна 3,4×10⁸ масс Солнца. При этом масса видимых звезд составляла около 2×10⁸. Обычно коэффициент отношения общей массы темного гало к массе звезд примерно равен 30, однако в этот раз значение было в 400 раз меньше. 

Авторы работы утверждают, что темная материя могла отделиться от галактики. Несмотря на то, что сегодня не существует теорий, которые бы предсказывали существование подобных галактик, астрономы предложили возможное объяснение возникновения необычного объекта. Рядом с DF2 находится крупная эллиптическая галактика NGC1052, которая влияет своей гравитацией на соседние объекты. Ученые предполагают, что под ее влияние могла попасть и ультрадиффузная галактика, что лишило ее темной материи.

Темная материя, согласно последним данным, составляет около 27 процентов от общего вещества Вселенной. Тем не менее, астрономы до сих пор не знают, из чего она состоит. О том, что такое темная материя и почему она так важна читайте в материале «Невидимый цемент Вселенной».

Кристина Уласович